EP2360437B1 - Elektrische Heizvorrichtung - Google Patents

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EP2360437B1
EP2360437B1 EP11153805.4A EP11153805A EP2360437B1 EP 2360437 B1 EP2360437 B1 EP 2360437B1 EP 11153805 A EP11153805 A EP 11153805A EP 2360437 B1 EP2360437 B1 EP 2360437B1
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EP
European Patent Office
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heating
heating device
elements
contact
electric
Prior art date
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EP11153805.4A
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English (en)
French (fr)
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EP2360437A1 (de
Inventor
Karl Lochmahr
Thomas Rais
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Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Mahle Behr GmbH and Co KG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • F24H3/0429—For vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/18—Arrangement or mounting of grates or heating means
    • F24H9/1854—Arrangement or mounting of grates or heating means for air heaters
    • F24H9/1863—Arrangement or mounting of electric heating means
    • F24H9/1872—PTC

Definitions

  • the invention relates to an electric heater, in particular for a motor vehicle.
  • Electric vehicles produce virtually no waste heat, unlike cars with diesel or gasoline engines. At low temperatures, this is a danger to safety.
  • the water heater can be replaced by an electric heater (PTC "Positive Temperature Coefficient"). Due to the good controllability of the electric heaters, for example, can be dispensed with temperature mixing valves, which in turn costs and space can be saved.
  • PTC Positive Temperature Coefficient
  • measures are required that lead to significant additional costs and increased space requirements. For example, it would be conceivable to use a cold air bypass with an actuator-driven air damper in order to produce a variable temperature stratification. It would also be conceivable to control the individual strands of the electric heater separately.
  • the DE 197 24 734 A1 discloses an electric heating device, in particular for a motor vehicle, with a plurality of planar heating elements which are combined to form a block and which are each held between two parallel plates.
  • the heating elements each have first contact elements for power supply and second contact elements for current feedback, wherein the heating elements are arranged in rows and in substantially perpendicular columns in such a stack and wherein the first contact elements or the second contact elements close to the contact and perpendicular, to a running as a power supply or as current return inside the heater common collecting power line, in particular busbar, are arranged and electrically connected thereto, wherein heating elements are arranged on both sides of the running inside the heater common collecting power line.
  • the current return is done centrally and this is not on one side of the heating network but preferably within the heating network.
  • the provision of a common central collecting power line represents a significant simplification over generic heaters compared to generic heaters.
  • the heating device has heating zones that are controllable in their heating power via the respective non-common power supply or non-common current return.
  • the power supply is preferably carried out for each heating zone via its own controller (high-side regulator).
  • a further embodiment provides that the heating device with each heating zone arranged substantially parallel to each other, each provided with the first and second contact elements and with the power supply or the current return electrically connected heating strands may be provided.
  • the heating device may have three heating zones, of which two heating zones each having four heating strands and one heating zone having nine heating strands are formed. According to the invention, however, the exact number of heating strands in the individual heating zones plays a subordinate role.
  • the heating device can have a clamping contact, in particular in the form of a clamping plug connection, between the common collecting current line on the one hand and the contact-proximate or first and second contact elements.
  • the heating device can have a soldering or welding or electrically conductive adhesive connection between the common collecting current line on the one hand and the contact-proximate or first and second contact elements.
  • the ultimately preferred embodiment of the contacting can be based on the size or nature of the heating device or the material properties of the individual components installed.
  • the heating device can have at least one guided by a bore or recess of the collecting current line contact element.
  • two further separate contact elements for the power supply of each heating strand can be provided, which are arranged on the common contact element for current discharge. Preference is given to the contact elements for power supply to a power supply or Stromzu 1500schiene and the common contact element for power dissipation with the collecting power line or bus bar in operative connection.
  • the heating device has a parallelepiped stacking of four heating zones forming heating elements, of which two in each case in series or in column next to each other or are arranged one above the other, wherein the common collecting power line between the adjacent, provided with the contact elements surfaces the heating elements runs.
  • the contact elements are arranged offset substantially 90 degrees to the collecting stream line. In this case, the current return takes place via the contact elements provided for the removal of current to the centrally arranged collecting current line.
  • the heater may have at least one between two adjacent heating elements to the heating strands parallel partition.
  • the realization of individual, separately formed heating zones can be created with simple means.
  • the heating device can conventionally be made of ceramic PTC elements (ceramic base with a non-linear resistance profile), of plastic with PTC character (polymer-based with a nonlinear resistance profile) or other materials with PTC character.
  • the electric heater can find application in an electric vehicle as a replacement for a water heater in an air conditioner.
  • Fig. 1 shows the schematic representation of a first embodiment of an electric heater H.
  • the heater H has three heating zones Z 1, Z 2 and Z 3.
  • the heating zones Z 1 and Z 2 are each assigned a heating element 1a and 2a.
  • the heating zone Z 3 is associated with the heating element 3a.
  • Each heating element 1 a, 2 a, 3 a is also a separate power supply 4, 5, 6 assigned.
  • Each heating element 1a, 2a and 3a is arranged with each heating zone Z 1, Z 2, Z 3 substantially parallel to each other and each with first and second contact elements 7, 8 (same components bear the same reference numerals) provided heating strands 9 (same components carry the same Reference numeral).
  • the contact elements 7 are in each case electrically connected to the corresponding power supply lines 4, 5 and 6, while the contact elements 8 are electrically connected to the centrally arranged busbar 10, respectively.
  • the current is dissipated together for all heating zones Z 1, Z 2 and Z 3 via the bus bar 10th
  • the heating elements 1a and 2a each have four individual heating strands 9, while the heating element 3a comprises nine individual heating strands 9.
  • the heating zones Z 1 and Z 2 or the heating elements 1 a and 2 a are spatially separated from one another by a partition wall 11 running parallel to the heating strands 9.
  • Fig. 2 shows the schematic representation of a second embodiment of an electric heater H '.
  • the heating device H ' has four heating zones Z 1', Z 2 ', Z 3' and Z 4.
  • the heating zones Z 1 'and Z 2' are each assigned a heating element 1a 'and 2a'.
  • the heating zones Z 3 'and Z4 are each assigned a heating element 3a' and 4a.
  • Each heating element 1a ', 2a', 3a 'and 4a is further associated with a separate power supply 4', 5 ', 6' and 12.
  • Each heating element 1a ', 2a', 3a 'and 4a is arranged with each heating zone Z 1', Z 2 ', Z 3' and Z4 substantially parallel to each other, and each with first and second contact elements 7 ', 8' (same Components carry the same Reference numerals) provided heating strands 9 '(the same components bear the same reference numerals).
  • the contact elements 7 ' are in each case electrically connected to the corresponding power supply lines 4', 5 ', 6' and 12, while the contact elements 8 'are each electrically connected to the centrally arranged busbar 10'.
  • the power dissipation takes place for all heating zones Z1 ', Z 2', Z 3 'and Z4 together via the busbar 10'.
  • the heating elements 1a ', 2a', 3a 'and 4a each comprise four individual Heinz strands 9'.
  • the heating zones Z 1 'and Z 2' or the heating elements 1 a 'and 2 a' are spatially separated from one another by a partition wall 11 'extending parallel to the heating strands 9'.
  • the heating zones Z 3 'and Z 4 or the heating elements 3a' and 4a are spatially separated from one another by a partition 11 'running parallel to the heating strands 9'.
  • Fig. 3 shows the schematic representation of a contact element arrangement, wherein the contact element arrangement comprises the contact elements 13 and 14.
  • the contact element 14 takes over the common current discharge of two heating strands 15 and is therefore designed as a continuous contact element 14.
  • the contact element arrangement can be electrically connected to a Stromzu adjustment not shown. If the contact element 14 is formed continuously, a corresponding bore or recess or the like can be provided in the busbar 16, through which the contact element 14 extends.
  • Fig. 4 shows a schematically illustrated first connection variant between a shortened illustrated contact element 19 and a shortened collecting busbar 20.
  • the spring element 21 has two prestressed spring legs 22 and 23 , which fix the contact element 19 fixed in position.
  • the spring element 21 can be fastened to the collecting busbar 20, for example by means of a soldering, welding, riveting, adhesive or screw connection.
  • Fig. 5 shows a shortened contact element 24 which is attached via a solder joint 25 with a shortened collecting busbar 26 shown.
  • Fig. 6 shows a contact element arrangement in which a continuous contact element 27 is provided with a bore 28. Through the bore 28, the bus bar 29 extends, which takes over the entire current return as the only busbar.
  • the mechanical and / or electrical connection takes place via a welded connection 30.
  • the mechanical and / or electrical connection can also take place via an adhesive and / or solder connection.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
  • Elektrofahrzeuge produzieren im Gegensatz zu Autos mit Diesel- oder Ottomotoren so gut wie keine Abwärme. Bei tiefen Temperaturen ist dies eine Gefahr für die Sicherheit. Als Konsequenz daraus, kann im Klimagerät der Wasserheizkörper durch einen elektrischen Zuheizer (PTC "Positive Temperature Coefficient") ersetzt werden. Durch die gute Regelbarkeit der elektrischen Zuheizer kann beispielsweise auf Temperaturmischklappen verzichtet werden, wodurch wiederum Kosten und Bauraum eingespart werden können. Als nachteilig hat sich jedoch erwiesen, dass bei einer homogenen Temperatur des elektrischen Zuheizers (1-zoniger PTC) weder eine ausreichende Temperaturschichtung an den verschiedenen Luftauslässen des Klimageräts noch eine unterschiedliche Temperatur für beispielsweise Fahrer oder Beifahrer oder Fondpassagiere einstellen lässt. Zur Umgehung dieser Nachteile sind wiederum Maßnahmen erforderlich, die zu signifikanten Mehrkosten und einem erhöhten Bauraumbedarf führen. Beispielsweise denkbar wäre die Verwendung eines Kaltluft-Bypasses mit einer aktuatorisch angetriebenen Luftklappe, um eine variable Temperaturschichtung zu erzeugen. Ebenfalls denkbar wäre, die einzelnen Stränge des elektrischen Zuheizers separat anzusteuern.
  • Aus der DE 10 2004 050 237 A1 ist eine solche elektrische Zuheizung für ein Kraftfahrzeug mit einem Wärmeleitelement bekannt, das zumindest zwei selbstregelnde, in einer ersten Reihe angeordnete Heizelemente aufweist, wobei das Heizelement mit einem elektrischen Kontaktierungselement verbunden ist.
  • Die DE 197 24 734 A1 offenbart eine elektrische Heizeinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mehreren zu einem Block zusammengesetzten, flächigen Heizelementen, die jeweils zwischen zwei parallel verlaufenden Blechen gehalten sind.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten elektrischen Zuheizer (Heizvorrichtungen) unterliegen jedoch einem erhöhten konstruktiven Aufwand.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine konstruktiv vereinfachte und verbesserte elektrische Heizvorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der auf einfache und kostengünstige Weise sowohl eine variable Temperaturschichtung als auch eine Beheizung einzelner Zonen realisiert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektrische Heizvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Heizelemente jeweils erste Kontaktelemente zur Stromzuführung und jeweils zweite Kontaktelemente zur Stromrückführung aufweisen, wobei die Heizelemente in Reihen und in dazu im Wesentlichen senkrecht verlaufenden Spalten derart stapelartig angeordnet sind und wobei die ersten Kontaktelemente oder die zweiten Kontaktelemente kontaktnah und senkrecht, zu einer als Stromzuführung oder als Stromrückführung im Innern der Heizvorrichtung verlaufenden gemeinsamen Sammelstromleitung, insbesondere Sammelstromschiene, angeordnet und mit dieser elektrisch verbunden sind, wobei Heizelemente beiderseits der im Inneren der Heizvorrichtung verlaufenden gemeinsamen Sammelstromleitung angeordnet sind. Von besonderer Bedeutung und vorteilhaft ist für die vorliegende Erfindung somit, dass die Stromrückführung zentral erfolgt und diese nicht auf einer Seite des Heiznetzes liegt sondern bevorzugt innerhalb des Heiznetzes. Das Vorsehen einer gemeinsamen zentralen Sammelstromleitung stellt unter konstruktiven Gesichtspunkten eine wesentliche Vereinfachung gegenüber gattungsgemäßen Heizvorrichtungen dar.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Heizvorrichtung über die jeweils nicht gemeinsame Stromzuführung oder nicht gemeinsame Stromrückführung in ihrer Heizleistung regelbare Heizzonen aufweist. Damit wird eine grundsätzlich mit nahezu beliebig vielen separaten Heizzonen ausgebildete (mehrzonige) Heizvorrichtung geschaffen, die eine unterschiedliche Temperierung verschiedener Temperaturzonen ermöglicht. Die Stromzuführung erfolgt bevorzugt für jede Heizzone über einen eigenen Regler (High-Side-Regler).
  • Denkbar wäre auch, den Strom zentral über die Sammelstromleitung zuzuführen und die Stromrückführung der einzelnen Heizzonen zu regeln (Low-Side-Regler).
  • Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Heizvorrichtung mit je Heizzone im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten, jeweils mit den ersten bzw. zweiten Kontaktelementen versehenen und mit der Stromzuführung bzw. der Stromrückführung elektrisch verbundenen Heizsträngen, versehen sein kann. Beispielsweise sind pro Heizzone drei bis zwölf Heizstränge vorgesehen. Beispielsweise kann die Heizvorrichtung drei Heizzonen aufweisen, von denen zwei Heizzonen mit jeweils vier Heizsträngen und eine Heizzone mit neun Heizsträngen ausgebildet ist. Erfindungsgemäß spielt die genaue Anzahl der Heizstränge in den einzelnen Heizzonen jedoch eine untergeordnete Rolle.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Heizvorrichtung eine Klemmkontaktierung, insbesondere in Form einer Klemm-Steckverbindung, zwischen der gemeinsamen Sammelstromleitung einerseits und den kontaktnahen bzw. ersten und zweiten Kontaktelementen, aufweisen kann. Diese Ausgestaltung führt zu einer weiteren konstruktiven Vereinfachung der Heizvorrichtung und ermöglicht eine einfache Montage bzw. Demontage der Heizvorrichtung im Allgemeinen bzw. einzelner Bauteile im Schadensfall.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Heizvorrichtung eine Löt- oder Schweiß- oder elektrisch leitende Klebverbindung zwischen der gemeinsamen Sammelstromleitung einerseits und den kontaktnahen bzw. ersten und zweiten Kontaktelementen, aufweisen kann. Beispielsweise kann sich die letztendlich bevorzugte Ausbildung der Kontaktierung nach der Größe oder Beschaffenheit der Heizvorrichtung bzw. den Materialeigenschaften der einzelnen verbauten Komponenten richten.
  • Beispielsweise ist vorgesehen, dass die Heizvorrichtung zumindest ein durch eine Bohrung oder Ausnehmung der Sammelstromleitung geführtes Kontaktelement aufweisen kann.
  • Ferner können zwei weitere separate Kontaktelemente für die Stromzuführung eines jeden Heizstranges vorgesehen sein, die auf dem gemeinsamen Kontaktelement zur Stromabführung angeordnet sind. Bevorzugt stehen dabei die Kontaktelemente zur Stromzuführung mit einer Stromzuführleitung bzw. Stromzuführschiene und das gemeinsame Kontaktelement zur Stromabführung mit der Sammelstromleitung bzw. Sammelstromschiene in Wirkverbindung.
  • Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Heizvorrichtung eine quaderförmige Stapelung von vier Heizzonen bildenden Heizelementen aufweist, von denen jeweils zwei in Reihe oder in Spalte neben bzw. übereinander angeordnet sind, wobei die gemeinsame Sammelstromleitung zwischen den benachbarten, mit den Kontaktelementen versehenen Flächen der Heizelementen verläuft. Bevorzugt, jedoch keinesfalls zwingend, sind die Kontaktelementen im Wesentlichen 90 Grad versetzt zur Sammelstromleitung angeordnet. Die Stromrückführung erfolgt hierbei somit über die zur Stromabfuhr vorgesehenen Kontaktelemente an die zentral angeordnete Sammelstromleitung.
  • Beispielsweise kann die Heizvorrichtung zumindest eine zwischen zwei benachbarten Heizelementen eine zu den Heizsträngen parallel verlaufende Trennwand aufweisen. Somit kann mit einfachen Mitteln die Realisierung von einzelnen, getrennt voneinander ausgebildeten Heizzonen geschaffen werden.
  • Die Heizvorrichtung (PTC) kann dabei konventionell aus keramischen PTC-Elementen (Keramikbasis mit einem nichtlinearen Widerstandsverlauf), aus Kunststoff mit PTC-Charakter (Polymerbasis mit einem nichtlinearen Widerstandsverlauf) oder anderen Materialien mit PTC-Charakter aufgebaut sein.
  • Insbesondere kann die elektrische Heizvorrichtung Anwendung in einem Elektrofahrzeug als Ersatz für einen Wasserheizkörper in einem Klimagerät finden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    die schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Heizvorrichtung;
    Fig. 2
    die schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrische Heizvorrichtung;
    Fig. 3
    die schematische Darstellung einer Kontaktelementanordnung;
    Zig. 4
    eine schematisch dargestellte erste Anbindungsvariante zwischen einem Kontaktelement und einer Stromsammelschiene;
    Fig. 5
    eine schematisch dargestellte zweite Anbindungsvariante zwischen einem Kontaktelement und einer Stromsammelschiene;
    Fig. 6
    die schematische Darstellung einer weiteren Kontaktelementanordnung.
  • Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer elektrischen Heizvorrichtung H. Die Heizvorrichtung H weist drei Heizzonen Z 1, Z 2 und Z 3 auf.
  • Den Heizzonen Z 1 und Z 2 ist jeweils ein Heizelement 1a und 2a zugeordnet. Der Heizzone Z 3 ist das Heizelement 3a zugeordnet. Jedem Heizelement 1 a, 2a, 3a ist ferner eine separate Stromzuführung 4, 5, 6 zugeordnet.
  • Jedes Heizelement 1a, 2a und 3a ist mit je Heizzone Z 1, Z 2, Z 3 im wesentlichen parallel zueinander angeordneten und jeweils mit ersten bzw. zweiten Kontaktelementen 7, 8 (gleiche Bauteile tragen gleiche Bezugszeichen) versehenen Heizsträngen 9 (gleiche Bauteile tragen gleiche Bezugszeichen) versehen.
  • Die Kontaktelemente 7 sind dabei jeweils mit den entsprechenden Stromzuführungen 4, 5 und 6 elektrisch verbunden, während die Kontaktelementen 8 jeweils mit der zentral angeordneten Sammelstromschiene 10 elektrisch verbunden sind. Die Stromableitung erfolgt gemeinsam für alle Heizzonen Z 1, Z 2 und Z 3 über die Sammelstromschiene 10.
  • Die Heizelemente 1 a und 2a weisen jeweils vier einzelne Heizstränge 9 auf, während das Heizelement 3a neun einzelne Heizstränge 9 umfasst.
  • Die Heizzonen Z 1 und Z 2 bzw. die Heizelement 1a und 2a werden durch eine parallel zu den Heizsträngen 9 verlaufende Trennwand 11 räumlich voneinander getrennt.
  • Fig. 2 zeigt die schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer elektrischen Heizvorrichtung H'. Die Heizvorrichtung H' weist vier Heizzonen Z 1', Z 2', Z 3' und Z 4 auf.
  • Den Heizzonen Z 1' und Z 2' ist jeweils ein Heizelement 1a' und 2a' zugeordnet. Den Heizzonen Z 3' und Z4 ist jeweils ein Heizelement 3a' und 4a zugeordnet. Jedem Heizelement 1a', 2a', 3a' und 4a ist ferner eine separate Stromzuführung 4', 5', 6' und 12 zugeordnet.
  • Jedes Heizelement 1a', 2a', 3a' und 4a ist mit je Heizzone Z 1', Z 2', Z 3' und Z4 im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten, und jeweils mit ersten bzw. zweiten Kontaktelementen 7', 8' (gleiche Bauteile tragen gleiche Bezugszeichen) versehenen Heizsträngen 9' (gleiche Bauteile tragen gleiche Bezugszeichen) versehen.
  • Die Kontaktelemente 7' sind dabei jeweils mit den entsprechenden Stromzuführungen 4', 5', 6' und 12 elektrisch verbunden, während die Kontaktelemente 8' jeweils mit der zentral angeordneten Sammelstromschiene 10' elektrisch verbunden sind. Die Stromableitung erfolgt für alle Heizzonen Z1', Z 2', Z 3' und Z4 gemeinsam über die Sammelstromschiene 10'.
  • Die Heizelementen 1a', 2a', 3a' und 4a umfassen jeweils vier einzelne Heinzstränge 9'.
  • Die Heizzonen Z 1' und Z 2' bzw. die Heizelemente 1a' und 2a' werden durch eine parallel zu den Heizsträngen 9' verlaufende Trennwand 11' räumlich voneinander getrennt. Die Heizzonen Z 3' und Z 4 bzw. die Heizelemente 3a' und 4a werden durch eine parallel zu den Heizsträngen 9' verlaufende Trennwand 11' räumlich voneinander getrennt.
  • Fig. 3 zeigt die schematische Darstellung einer Kontaktelementanordnung, wobei die Kontaktelementanordnung die Kontaktelemente 13 und 14 umfasst. Bei der hier gezeigten Kontaktelementanordnung übernimmt das Kontaktelement 14 die gemeinsame Stromabführung zweier Heizstränge 15 und ist daher als durchgängiges Kontaktelement 14 ausgebildet.
  • Die gemeinsame Stromabführung der beiden Heizstränge 15 erfolgt über die einzige Sammelstromschiene 16 mit der die Kontaktflächen 17 und 18 des Kontaktelements 14 elektrisch verbunden sind. Über das Kontaktelement 13 kann die Kontaktelementanordnung mit einer nicht dargestellten Stromzuführ rung elektrisch verbunden werden. Ist das Kontaktelement 14 durchgängig ausgebildet, kann in der Sammelstromschiene 16 eine entsprechende Bohrung oder Ausnehmung oder dergleichen vorgesehen sein, durch die das Kontaktelement 14 verläuft.
  • Fig. 4 zeigt eine schematisch dargestellte erste Anbindungsvariante zwischen einem verkürzt dargestellten Kontaktelement 19 und einer verkürzt dargestellten Sammelstromschiene 20. Die elektrische sowie mechanische Anbindung des Kontaktelements 19 an die Sammelstromschiene 20 erfolgt über ein Federelement 21. Das Federelement 21 weist zwei unter Vorspannung stehende Federschenkel 22 und 23 auf, die das Kontaktelement 19 positionsfest fixieren.
  • Das Federelement 21 kann beispielsweise mittels einer Löt-, Schweiß-, Niet-, Kleb- oder Schraubverbindung an der Sammelstromschiene 20 befestigt sein.
  • Fig. 5 zeigt ein verkürzt dargestelltes Kontaktelement 24 welches über eine Lötverbindung 25 mit einer verkürzt dargestellten Sammelstromschiene 26 befestigt ist.
  • Fig. 6 zeigt eine Kontaktelementanordnung bei der ein durchgängiges Kontaktelement 27 mit einer Bohrung 28 versehen ist. Durch die Bohrung 28 verläuft die Sammelstromschiene 29, welche als einzige Sammelstromschiene die gesamte Stromrückführung übernimmt. Die mechanische und/oder elektrische Anbindung erfolgt über eine Schweißverbindung 30. Die mechanische und/oder elektrische Anbindung kann auch über eine Kleb- und/oder Lötverbindung erfolgen.

Claims (9)

  1. Elektrische Heizvorrichtung (H, H'), insbesondere elektrische Zusatzheizung für ein Kraftfahrzeug, mit mehreren, jeweils einer Heizzone (Z1, Z1', Z2, Z2', Z3, Z3', Z4) zugeordneten Heizelementen (1a, 1a', 2a, 2a', 3a, 3a', 4a), wobei die Heizelemente (1 a, 1a', 2a, 2a', 3a, 3a', 4a) jeweils erste Kontaktelemente (7, 13) zur Stromzuführung und jeweils zweite Kontaktelemente (8, 14, 19, 24, 27) zur Stromrückführung aufweisen, wobei die Heizelemente (1a, 1a', 2a, 2a', 3a, 3a', 4a) in Reihen und in dazu im Wesentlichen senkrecht verlaufenden Spalten stapelartig angeordnet sind und wobei die ersten Kontaktelemente (7, 13) oder die zweiten Kontaktelemente (8, 14, 19, 24, 27) kontaktnah und senkrecht, zu einer als Stromzuführung oder als Stromrückführung im Innern der Heizvorrichtung verlaufenden gemeinsamen Sammelstromleitung, insbesondere Sammelstromschiene (10, 10', 16, 20, 26, 29), angeordnet und mit dieser elektrisch verbunden sind, wobei Heizelemente beiderseits der im Innern der Heizvorrichtung verlaufenden gemeinsamen Sammelstromleitung angeordnet sind, wobei die Heizvorrichtung (H, H') über die jeweils nicht gemeinsame Stromzuführung oder nicht gemeinsame Stromrückführung in ihrer Heizleistung regelbare Heizzonen (Z'1, Z1', Z2, Z2', Z3, Z3', Z4) aufweist.
  2. Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (H, H') mit je Heizzone (Z1, Z1', Z2, Z2', Z3, Z3', Z4) im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten, jeweils mit den ersten bzw. zweiten Kontaktelementen (7, 13, 8, 14, 19, 24, 27) versehenen und mit der Stromzuführung bzw. der Stromrückführung elektrisch verbundenen Heizsträngen (9, 9', 15), versehen ist.
  3. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (H, H') eine Klemmkontaktierung, insbesondere in Form einer Klemm-Steckverbindung, zwischen der gemeinsamen Sammelstromleitung (10, 10', 16, 20, 26, 29) einerseits und den kontaktnahen bzw. ersten und zweiten Kontaktelementen (7, 13, 8, 14, 19, 24, 27), aufweist.
  4. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (H, H') eine Löt- oder Schweiß- oder elektrisch leitende Klebverbindung zwischen der gemeinsamen Sammelstromleitung (10, 10', 16, 20, 26, 29) einerseits und den kontaktnahen bzw. ersten und zweiten Kontaktelementen (7, 13, 8, 14, 19, 24, 27), aufweist.
  5. Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (H, H') zumindest ein durch eine Bohrung der Sammelstromleitung (16) geführtes Kontaktelement (14) aufweist.
  6. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (H, H') ein für zwei nebeneinander bzw. voreinander angeordnete Heizstränge (15) gemeinsam durchgängiges Kontaktelement (14) aufweist.
  7. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (H, H') eine quaderförmige Stapelung von vier Heizzonen (Z1', Z2', Z3', Z4) bildenden Heizelementen (1a', 2a', 3a', 4a) aufweist, von denen jeweils zwei in Reihe oder in Spalte neben- bzw. übereinander angeordnet sind, wobei die gemeinsame Sammelstromleitung (10') zwischen den benachbarten, mit den Kontaktelementen (7, 13, 8, 14, 19, 24, 27) versehenen Flächen der Heizelemente (1a', 2a', 3a', 4a) verläuft.
  8. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (H, H') zwischen zwei benachbarten Heizelementen (1a, 2a, 1a', 2a') eine zu den Heizsträngen (9, 9') parallel verlaufende Trennwand (11, 11') aufweist.
  9. Verwendung einer elektrischen Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einem Klimagerät eines Elektrofahrzeugs.
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